MODIFIKATION NR.1: VERBINDUNG SEKUNDÄRE MIT PRIMÄRSEITE

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1 0 LIVARSA MODIFIKATION NR.1: VERBINDUNG SEKUNDÄRE MIT PRIMÄRSEITE Die erste Modifikation des Trenntransformators: Die sekundäre Wicklung L1 /IN () wird mit der primären Wicklung (3) mit einem Kupferkabel (Grün) verbunden. Das gleiche wird auch an L/IN und L3/IN gemacht. Dadurch verliert der Trenntransformator seine galvanische Trennung. Insgesamt gibt es jeweils vier Verbindungskabel (5) auf der primären Wicklung, die nach unterschiedlichen Windungsanzahlen wieder aus dem Trafo (6) geführt werden. Der Hauptschalter (1) und der Leistungsschalter ABB Emax (4) sind nicht in Betrieb. 1 L 1 / IN L / IN L 3 / IN L 1 / OUT L / OUT L 3 / OUT

2 LIVARSA 1 MODIFIKATION NR.: VERBINDUNG DER KABEL MIT LEISTUNGSSCHÜTZEN Die zweite Modifikation: Im Steuerschrank werden herkömmliche, dreiphasige Leistungsschütze eingebaut. Die Schützenreihen (7/8/9) bestehen jeweils aus 4 Stück dreiphasigen Leistungsschützen die mit den Kabeln von den primären Wicklungen verbunden werden. Beispiel Schützenreihe (7) Schütz KM4 wird mit der primären Wicklung mit der größten Windungsanzahl verbunden. Der Ausgang von KM4 wird mit dem KM13 Schütz () verbunden. So bekommt jede Wicklung seinen Schütz. Der Schütz () bildet am Schluss den Sternpunkt und schliesst den Kreis von L1, L, L3. 1 L 1 / IN L / IN L 3 / IN KM KM 13 9

3 LIVARSA HAUPTSCHALTER (1) EIN: STROM FLIESST DURCH DEN ABB EMAX 1 PHASE 1 i /L 1 i /L i /L Strom unverändert Nachdem der Hauptschalter (1) geschlossen und die Steuerspannung eingeschaltet wird, schalten die Schütze (4,8,1) ein. Gleichzeitig überprüft die programmierte PLC Software das System auf Fehler. Sämtliche Kabelverbindungen und eingebauten Teile werden auf Funktion und Sicherheit überprüft. Da der Leistungsschalter ABB Emax () aus Sicherheitsgründen in umgekehrter Weise funktioniert, sind die Kontakte zu diesem Zeitpunkt immer noch geschlossen und deaktiviert. In der Bypass-Funktion steht der Leistungsschalter deshalb auf dem Status EIN. Der gesamte Strom (i) fließt deshalb nur über den Leistungsschalter ABB Emax () zu den Verbrauchern. Nach wie vor ist das System nicht aktiv und hat keine Wirkung auf den Stromfluss. Der Schütz () ist immer noch offen.

4 LIVARSA 3 ABB EMAX SCHALTER () EIN: STROM FLIESST DURCH EPplus-SYSTEM PHASE Strom L1 /IN Strom L /IN Strom L3 /IN OUT OUT OUT Strom unverändert Nachdem die Funktion SAVING ON eingeschaltet wurde und die Software erneut alle elektrischen Parameter prüft, schaltet sich der BYPASS Schalter () EIN und geht in Funktion (Kontakte offen). Erst jetzt fließt der gesamte Strom und die Last zu 0% über die sekundäre Seite (Braun) von (L1/L/L3-IN) zu (OUT) und zu den Verbrauchern. Der Leistungsschalter ABB Emax () ist jetzt für das SYSTEM in Betrieb und steht im Status in umgekehrter Funktion auf AUS. Das System ist noch nicht in Betrieb, die primäre Wicklung (Grün) hat noch keine Wirkung und der Schütz () ist immer noch offen.

5 4 LIVARSA NEUER STERNPUNKT, LEISTUNGSSCHÜTZ () EIN: SYSTEM IN PHASE 3 Verbindung Verbindung Verbindung Strom ist verändert LETZTE UND WICHTIGSTE PHASE. Nachdem der BYPASS Schalter () in Funktion ist und die Kontakte offen sind, prüft die Software nochmals alle elektrischen Parameter bevor der Leistungsschütz () den Kontakt und damit den Sternpunkt schliesst. An der Verbindung von der primären (Grün) zur sekundären Wicklung (IN/Braun) liegt nun eine Spannung von 30V an. Durch die Induktion der primäre zur sekundäre Wicklung fliesst nun einen Anteil Strom der durch die primäre Wicklung mit dem größten Windungsverhältnis zum Schütz (4/8/1). Über den Schütz () werden alle Phasen (L1/L/L3) kurzgeschlossen und bilden somit einen neuen Sternpunkt. Der ursprünglich galvanisch getrennte Trenntransformator verliert durch das Einschalten des Systems die galvanische Trennung und wirkt jetzt wie ein Transduktor und gleichzeitig wie ein Magnetverstärker.

6 LIVARSA 5 BESCHREIBUNG DER AUF STUFE 1 Beim Aktivieren des Systems entsteht eine Induktivität. Durch die unterschiedlichen Windungsverhältnisse der Wicklung verändert sich das Delta der Spannung zwischen der sekundären Seite (Braun) zur primären Seite (Grün). Das Delta (Spannung) x (Nennstrom) ergibt die Voltampere (VA) auf der primären Seite (Grün). Diese Voltampere dividiert durch die angelegte Spannung auf der primären Seite (Grün) ergibt den Strom (i). Genau dieser veränderte Stromanteil, der durch die Induktion des Magnetfeldes entsteht, wird auf die primäre Seite (Grün) übertragen und fließt wieder über den Knotenpunkt (Kirchhoffsche Gesetz) zurück ins Netz zu den Verbrauchern. Je nachdem, welches Windungsverhältnis auf der primären Seite (Grün) durch schalten des Schützes aktiviert ist, verändert sich auch die damit verbundene Induktivität und somit auch der Stromanteil (i). Das Beispiel zeigt Schütz (4) geschlossen mit der grössten Wicklung auf der primären Seite mit dem kleinsten Stromanteil Stufe 1. BERECHNUNGSFORMEL: V_Input (36.0V) V_Output (6.88) = 9.3V Delta (9.3V) x I_Output (871.71A= VA VA : V_Input (36.0) = 34.39A (i) KIRCHHOFFSCHE REGELN Die kirchhoffschen Regeln werden im Rahmen der elektrischen Schaltungstechnik bei Netzwerkanalysen verwendet. Sie unterteilen sich in zwei grundlegende und zusammenhängende Sätze, den Knotenpunktsatz und den Maschensatz, und beschreiben jeweils den Zusammenhang zwischen mehreren elektrischen Strömen und zwischen mehreren elektrischen Spannungen in einem Netzwerk. In einem Knotenpunkt eines elektrischen Netzwerkes ist die Summe des zufließenden Stromes gleich mit der Summe des abfließenden Stroms. Auch in unserem Fall wird diese Regel angewendet, der Stromanteil i1 und i müssen gleich viel wie i3 ergeben. Der Unterschied liegt aber daran, dass i neu durch unsere Induktion zwischen der primären und sekundären Seite induziert wird, und so in einer Gegenrichtung zurück zum Knotenpunkt fliesst. In dem Moment wo das System aktiv ist, verändert sich der gesamte Stromfluss weil i in Opposition dagegen wirkt.